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电动游艇动力电池组在线监控系统设计与实现

2019-12-06

游艇是继汽车之后又一个高端娱乐消费产品,作为娱乐工具目前在欧美等发达国家极为盛行,随着中国经济快速发展,人们对高端娱乐消费的需求也不断增加,在不久的将来中国游艇产业也将会赶上发达国家成为旅游产业的重要组成部分,同时也会成为个人消费品组成之一。出于对节约能源和保护环境的角度考虑,纯电动游艇必定会成为未来游艇的主要部分。电池管理系统作为电动设备的三大要素之一,它的发展将对电动游艇的推广起着决定性作用。电池管理系统主要功能是对电池组的剩余容量SOC进行估计、充放电管理、电池均衡、意外防护处理等。本文以铅酸电池动力电池作为研究对象,采用基于改进的电池模型的卡尔曼滤波算法对其进行SOC估算,同时采用分布式结构,利用CAN通信使各个模块协同工作。本文首先介绍了课题研究背景、动力电池概况、电池管理系统的国内外发展现状和未来发展趋势,然后分析了铅酸电池的内部结构和电化学反应原理,探讨了电池充放电特性,在此基础上构建并改进了适合本系统的电池模型,利用常用的电池SOC估算方法,提出了基于多段逼近复合模型的扩展卡尔曼滤波SOC估算方法,再结合常用的其他方法使SOC精度进一步提高。之后针对于本系统分布式的特点,选择CAN总线作为本系统的通信方式,并且为了使模块之间通信的可靠性提高,模块之间通信更加灵活,提出了在线监测机制、ID配对机制和重发缓存机制。然后根据项目任务设计了一个电池管理系统。该系统主要由充电模块、电池均衡及电压温度采集模块、电流检测模块和显示主控模块组成,共同完成充放电管理、电池均衡控制、电压温度采集、电流检测、SOC估算、异常防护报警等功能,使之成为真正意义上的电池管理系统。最后对本论文完成的电池管理系统分别从电池SOC估算、CAN通信和电池充电均衡角度进行了实验测试,由结果分析可知本文设计的电池管理系统基本达到了预期要求,有较高的SOC估算精度,有一定的推广价值。



                                                                                 摘抄于百度学术《电动游艇动力电池组在线监控系统设计与实现》


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